(57)【要約】【課題】グリップ性能および耐摩耗性を高次にバランスよく向上させたタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供する。【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対して、重量平均分子量が３２０〜１００００のポリスチレンを５〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物、およびそれを用いたタイヤ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対して、重量平均分子量が３２０〜１００００のポリスチレンを５〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
ジエン系ゴムにおけるスチレンブタジエンゴムの含有率が３０重量％以上である請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
スチレンブタジエンゴムのスチレン含有率が２０重量％以上である請求項２記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１、２または３記載のタイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定分子量のポリスチレンを含むタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能タイヤのトレッドゴムには、一般的に、優れたグリップ性能および耐摩耗性の両立が要求される。従来、優れたグリップ性能を示すゴム組成物を得るために、たとえば、ガラス転移温度（Ｔｇ）の高いスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用したゴム組成物、プロセスオイルと高軟化点樹脂とを等量置換配合したゴム組成物、軟化剤およびカーボンブラックを高充填したゴム組成物、粒子径の小さなカーボンブラックを使用したゴム組成物などが知られている。
【０００３】
しかし、Ｔｇの高いＳＢＲを使用したゴム組成物は温度依存性が大きくなり、温度変化に対する性能変化が大きくなるという問題がある。また、プロセスオイルを高軟化点樹脂に等量置換した場合、置換量が多量であると、該高軟化点樹脂の影響により、温度依存性が大きくなるという問題がある。さらに、粒子の小さなカーボンブラックや多量の軟化剤を使用した場合、カーボンブラックの分散性が悪化し、耐摩耗性が低下するという問題がある。
【０００４】
これらの問題を解決するために、特許文献１において、低分子量スチレンブタジエン共重合体を用いることが提案されている。しかし、低分子量スチレンブタジエン共重合体には架橋性を有する二重結合が存在するので、一部の低分子量成分がマトリックスのゴムと架橋を形成してマトリックスに取り込まれ、充分なヒステリシスロスを発生しないという問題がある。また、低分子量成分が架橋によりマトリックスに取り込まれないようにするため、二重結合部を水素添加により飽和結合にした場合、マトリックスとの相溶性が著しく悪化し、その結果、破壊特性が低下したり、低分子量成分がブリードしたりするという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１０１４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、グリップ性能および耐摩耗性を高次にバランスよく向上させるタイヤ用ゴム組成物ならびにそれを用いたタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、重量平均分子量が３２０〜１００００のポリスチレンを５〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００８】
前記ジエン系ゴムにおけるスチレンブタジエンゴムの含有率は３０重量％以上であることが好ましい。
【０００９】
前記スチレンブタジエンゴムのスチレン含有率は２０重量％以上であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、前記タイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ジエン系ゴムおよび特定分子量のポリスチレンを配合することにより、グリップ性能および耐摩耗性を高次にバランスよく向上させたタイヤ用ゴム組成物ならびにそれを用いたタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴムおよびポリスチレンを含む。
【００１３】
ジエン系ゴムとしては、具体的に天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などがあげられる。これらのゴムは単独で用いても良く、二種以上を組み合わせて用いても良いが、なかでも、グリップ性能および耐摩耗性を高次にバランスよく向上させられることから、ＳＢＲ、ＮＲおよびＢＲからなる郡から選ばれる１種以上のゴムが好ましく、とくにＳＢＲが好ましい。
【００１４】
ＳＢＲのスチレン含有率は、ポリスチレンとの相溶性の観点から、２０重量％以上が好ましく、２５重量％以上がより好ましい。スチレン含有率が２０重量％未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、スチレン含有率は、６０重量％以下が好ましく、５０重量％以下がより好ましい。スチレン含有率が６０重量％をこえると、耐摩耗性が低下するだけでなく、低温時のグリップ性能も悪化する傾向がある。
【００１５】
ジエン系ゴムとしてＳＢＲを含有する場合、ジエン系ゴム中におけるＳＢＲの含有率は、ポリスチレンとの相溶性の観点から、３０重量％以上が好ましく、５０重量％以上がより好ましい。ＳＢＲの含有率が３０重量％未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。とくにＳＢＲの含有率は、１００重量％が最も好ましい。
【００１６】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ポリスチレンを含有することにより、グリップ性能および耐摩耗性を高次にバランスよく向上させることができる。なお、ポリスチレンのかわりにポリエチレン、ポリプロピレンなどのような高分子化合物を配合した場合、ジエン系ゴムとの相容性が良好ではなく、耐摩耗性が低下するという問題が生じるため、好ましくない。
【００１７】
ポリスチレンの重量平均分子量（Ｍｗ）は、３２０以上、好ましくは５００以上、より好ましくは６００以上である。Ｍｗが３２０未満では、耐摩耗性が低下する。また、Ｍｗは１００００以下、好ましくは５０００以下、より好ましくは３０００以下、さらに好ましくは２０００以下である。Ｍｗが１００００をこえると、グリップ性能、とくに低温時におけるグリップ性能の改善効果が得られない。
【００１８】
ポリスチレンの融点は、８０℃以下が好ましく、７０℃以下がより好ましい。ポリスチレンの融点が８０℃をこえると、とくに低温時のグリップ性能が悪化する傾向がある。
【００１９】
ポリスチレンの含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、５重量部以上、好ましくは１０重量部以上である。ポリスチレンの含有量が５重量部未満では、とくにグリップ性能の改善効果が得られにくい。また、ポリスチレンの含有量は、１５０重量部以下、好ましくは１００重量部以下である。ポリスチレンの含有量が１５０重量部をこえると、耐摩耗性が低下する。
【００２０】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、さらに、補強用充填剤を含有することが好ましい。補強用充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウムなど、従来タイヤ用ゴム組成物において慣用されるもののなかから任意に選択して用いることができるが、主としてカーボンブラックが好ましい。これらの補強用充填剤は単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。
【００２１】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は８０ｍ2／ｇ以上が好ましく、１００ｍ2／ｇ以上がより好ましい。Ｎ2ＳＡが８０ｍ2／ｇ未満では、グリップ性能および耐摩耗性がともに低下する傾向がある。また、カーボンブラックのＮ2ＳＡは２８０ｍ2／ｇ以下が好ましく、２００ｍ2／ｇ以下がより好ましい。Ｎ2ＳＡが２８０ｍ2／ｇをこえると、良好な分散が得られにくく、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００２２】
カーボンブラックを配合する場合、カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して１０重量部以上が好ましく、２０重量部以上が好ましい。カーボンブラックの含有量が１０重量部未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、カーボンブラックの含有量は、２００重量部以下であることが好ましく、１５０重量部以下であることが好ましい。カーボンブラックの含有量が２００重量部をこえると、加工性が低下する傾向がある。
【００２３】
さらに、本発明のタイヤ用ゴム組成物には、ジエン系ゴム、ポリスチレンおよび補強用充填剤の他に、ゴム工業で通常使用されている各種薬品、たとえば硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟化剤、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤などの添加剤を配合することができる。
【００２４】
本発明のタイヤは、本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて前記各種薬品を配合した本発明のタイヤ用ゴム組成物を未加硫の段階でタイヤの各部材の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧して本発明のタイヤを得る。
【００２５】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、グリップ性能を大きく向上させることができることから、タイヤ部材のなかでも特に高性能タイヤのトレッドなどとして用いることが好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例および比較例によって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの実施例に限定されるものでないことはいうまでもない。
【００２７】
（ポリスチレン１〜７の重合）
ポリスチレン１は、充分に窒素置換した５０ｍｌ容器に、トルエン１５ｍｌ、スチレン５ｍｌ、ｎ−ブチルリチウム２８０ｍｇを入れ、０℃で１時間重合した後、メタノール−塩酸（２％）溶液を入れて反応を停止させることで合成し、作製した。
【００２８】
ポリスチレン２〜７は、ｎ−ブチルリチウムをそれぞれ９３ｍｇ、９３３ｍｇ、２８ｍｇ、６ｍｇ、８００ｍｇ、５９６ｍｇ配合した以外は、ポリスチレン１と同様に作製した。
【００２９】
合成したポリスチレン１〜７の重量平均分子量（Ｍｗ）は、東ソー（株）製ＧＰＣ−８０００シリーズの装置を用い、検知器として示差屈折計を用いて測定し、標準ポリスチレンにより校正した。また、それらの融点は、ＤＳＣにより測定した。
【００３０】
ポリスチレン１〜７についての評価結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2006137941.tif 000002
【００３２】
以下に、実施例および比較例で用いたポリスチレン以外の各種薬品について説明する。
ＳＢＲ１：ＪＳＲ（株）製のＳＢＲ１５０２（スチレン含有率：２３．５重量％）
ＳＢＲ２：日本ゼオン（株）製のニッポールＮ９５５０（スチレン含有率：４６重量％）
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のショウブラックＮ１１０（Ｎ2ＳＡ：１４３ｍ2／ｇ）
軟化剤：出光興産（株）製のダイアナプロセスオイルＡＨ−１６
スチレン：和光純薬工業（株）製のスチレンモノマー
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルファンアミド）
【００３３】
実施例１〜４および比較例１〜４
表２に示す配合処方に従って、混練り配合し、各種供試ゴム組成物を得た。これらの配合物を１７０℃で２０分間プレス加硫して加硫物（ゴム試験片）を得て、これらについて以下に示す各特性の試験を行なった。
【００３４】
（グリップ性能）
グリップ評価は、（株）上島製作所製フラットベルト式摩耗試験機（ＦＲ５０１０型）を用いて評価した。幅２０ｍｍ、直径１００ｍｍの円筒形のゴム試験片を用い、速度２０ｋｍ／ｈ、荷重４ｋｇｆ、外気温度３０℃、水温２５℃で路面に対するサンプルのスリップ率を０〜７０％まで変化させ、その際に検出される摩擦係数の中の最大値を読みとり、比較例を１００として指数表示した。
【００３５】
（耐摩耗性）
耐摩耗性評価は、（株）上島製作所製ランボーン摩耗試験機にて、温度２０℃、スリップ率２０％、試験時間５分間の条件でゴム試験片のランボーン摩耗量を測定し、各配合の容積損失を計算し、比較例１の損失量を１００として指数表示した。耐摩耗性指数が大きいほど耐摩耗性が優れる。
【００３６】
（操縦安定性）
表２記載の配合内容のゴム組成物からなるトレッドを有する２１５／４５Ｒ１７のサイズのタイヤを作製した。このタイヤを用いて、アスファルト路面のテストコースにて実車走行を行なった。その際における操舵時のコントロールの安定性をテストドライバーが評価し、５点満点で評価をした。数値が大きいほど操縦安定性が良いことを示している（５：良い、４：やや良い、３：普通、２：やや悪い、１：悪い）。
【００３７】
実施例１〜４および比較例１〜４の測定結果をそれぞれ表２に示す。
【００３８】
【表２】
2006137941.tif 000003
【００３９】
実施例５〜７および比較例５〜６
表３に示す配合処方に従って、混練り配合し、各種供試ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物をトレッド形状に成形して、他のタイヤ部材と貼りあわせ、１７０℃の条件下にて２０分間プレス加硫することにより、評価用タイヤ（タイヤサイズ：２１５／４５Ｒ１７）を製造し、下記の各試験に用いた。
【００４０】
（グリップ性能）
試験車輌に製造したタイヤを装着させ、１周３．２ｋｍのアスファルト路面のテストコースを１０周実走行し、テストドライバーがグリップ性能の官能評価を行なった。特に１周目のグリップ性能を初期グリップ性能とした。初期グリップ性能およびグリップ性能ともに、比較例５のタイヤのグリップ性能を１００とし、指数表示した。グリップ性能指数が大きいほどグリップ性能が優れていることを示す。
【００４１】
（耐摩耗性）
試験車輌に製造したタイヤを装着させ、前記テストコースを２０周実走行し、走行前後における溝の深さの変化を計測し、比較例５の耐摩耗性を１００とし、以下の計算式により、指数表示した。耐摩耗性指数が大きいほど耐摩耗性が優れていることを示す。
（耐摩耗性指数）＝（比較例５の溝の深さの変化）／（各配合の溝の深さの変化）
【００４２】
実施例５〜７および比較例５〜６の測定結果を表３に示す。
【００４３】
【表３】
2006137941.tif 000004